阵列之闪存立场:硬件门槛防人还是妨己?

张广彬 发表于:13年04月28日 14:14 [转载] 至顶网

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[导读]全闪存阵列已成为现实,全闪存数据中心(至少对绝大多数用户而言)还是有点遥远的愿景。既然磁盘仍有巨大的价值,so,新一代的混合阵列正当红?其实,本篇长文希望能解答下列疑问: 要具备什么样的条件,才是合格的全闪存阵列?与新一代混合阵列的共性是什么? (阵列)硬件商品化,软件核心价值是如何体现的? 为什么说线内重复数据删除等软件功能是全闪存/混合阵列必备三大件? Fusion-io为何“改弦更张”,收购NexGen Storage?

传统的存储系统也被称为“磁盘阵列”,众所周知是因为RAID的缘故。与单个驱动器/模块相比,RAID可以提高性能(并发访问)和可用性(避免单点故障),这对闪存也是有价值的,所以能有“全闪存阵列”这个对应的概念。由于闪存与磁盘的特性非常不同,一款真正围绕闪存设计的全闪存阵列,肯定不能简单照搬基于磁盘的RAID技术,但是否完全与磁盘时代的积累(如SAS)“划清界限”,就是正确的选择呢?

Violin Memory的vRAID技术,RAID控制器与VIMM的组合,与常规的磁盘RAID类似,差异在于RAID算法和VIMM

我们不妨先来看看,全闪存阵列代表性厂商Violin Memory在介绍其专用的闪存RAID算法vRAID时,列举了闪存解决方案在算法上面对的一些挑战:

  1. 闪存写比读慢;
  2. 在一个闪存块内(通常128-256KB),闪存写入操作必须是连续的;
  3. 闪存块大于用户数据块,因此需要一个映射系统;
  4. 闪存块在被写入前必须先擦除;
  5. 闪存擦除耗费时间较长(以毫秒计,快与硬盘驱动器的平均访问时间一个量级了),且会阻塞同一芯片上的读或写操作;
  6. 闪存块在物理磨损之前只能被擦除一定次数,且不能再被使用;
  7. 闪存错误随着读取次数而增长;
  8. 闪存经过一段时间会丢失数据,哪怕是没被使用;
  9. 闪存会在块、页或模片级别退化,都要统计下来……

不难看出,这些算法不一定都要在RAID控制器层面解决,闪存控制器就可以做到。不过,那些不提供SAS/SATA SSD的厂商认为不应该引入这两种协议,原因包括SAS/SATA接口最初也主要是为磁盘开发的,带宽不够给力(12Gb/s SAS综合起来与PCIe 3.0有一拼,劣势是刚开始产品化),更重要的是增加了(到PCIe)协议转换的延迟。但是,考虑到要经过FTL(不管这层在哪儿实现)、各种接口(如PCIe)的控制器、RAID(不论磁盘RAID还是所谓vRAID)、主机端口(PCIe、InfiniBand、FC或iSCSI)等多个环节,SAS/SATA的这点延迟,貌似也算不了什么。举例来说,Violin Memory的3000/6000系列全闪存阵列的延迟指标,使用SLC闪存的型号低于250微秒(μs),MLC闪存的型号低于500微秒,与NetApp EF540宣称的“亚毫秒级”(ms,1000微秒)相比并无明显优势。

[责任编辑:任新勃]
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